Physik

Verteidigung meiner Doktorarbeit: Die Poster

Am 15. Januar 2016 habe ich meine Doktorarbeit verteidigt. Ich habe dafür Poster verwendet und keine Folien, obwohl die Strukturierung des Vortrags mit Postern eine größere Herausforderung ist.

Gewählt habe ich die Poster, weil ich damit besser auf vorherige Inhalte zurückverweisen konnte. Das passt besser zu meinem Rollenspiel- und Mind-Map-geprägten Vortragsstil und ich kann das Verständnis der Zuhörenden über Fixpunkte strukturieren, die die ganze Zeit sichtbar bleiben. Außerdem wollte ich die Herausforderung. Das hier sind meine Poster:

Poster 1 Poster 2 Poster 3

Philae ist gelandet

Gestern Mittag wurde Philae von Rosetta abgesetzt. Gestern Abend ist Philae gelandet.

Als der ersten Signale ankommen, brauchen die Wissenschaftler scheinbar ein paar Augenblicke, bis sich auf ihren Gesichtern nicht mehr unsichere Freude sondern tiefes Glück zeigt.

“It’s all down to Isaac Newton now, it’s down to the laws of physics. We’re on the way to the surface. […] If Isaac’s is friendly to us, we’ll have a great landing later today.” — Mark McCaughrean

Notizen zur Podiums-Diskussion mit Dorothea Wagner (DFG), Horst Hippler (HRK), Detlef Löhe (KIT) und Wilfried Porth (Daimler) auf dem YIN-Day 2013

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Auf dem YIN-Day 2013 haben sich am 12.10.2013 die verschiedenen Nachwuchsforschergruppen des KIT vorgestellt. Zusätzlich gab es einige Vorträge, die von einer Podiums-Diskussion abgeschlossen wurden.

Diese Diskussion hat mir viel Hoffnung auf die Zukunft der Forschung in Deutschland gemacht, daher möchte ich meine Notizen dazu weitergeben.

Moderiert wurde die Diskussion von Heike Mund, die eine schöne Mischung aus provokanten Fragen und guten Vorlagen beigetragen hat - zu der ich allerdings außer auf Xing keine Informations-Seite gefunden habe.

Reproduzierbare Veröffentlichungen

Für verlässliche Wissenschaft sind reproduzierbare Veröffentlichungen essenziell - aber oft sind sie nicht gegeben12. Dieser 5-Minuten-Vortrag motiviert, wieso Reproduzierbarkeit so wichtig ist, und zeigt eine Lösung zum wirklich reproduzierbaren Veröffentlichen - die er auch selbst nutzt. Ich habe ihn in einem Seminar zum wissenschaftlichen Präsentieren gehalten.

Reproduzierbare Veröffentlichungen

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Falscher Anreiz

  • Die Versuchung
    • „Haben Sie einmal ein Paper mit per Skript erstellten Grafiken veröffentlicht?“
    • „Haben Sie Skripte und Daten veröffentlicht?“
    • „Warum erfinden Sie die Daten nicht? Das wäre weniger Arbeit…“

    „Niemals! Das verbietet die wissenschaftliche Integrität!“

  • Doch es passiert - leider
    • Einstieg: „passte ich den Untersuchungsentwurf an“.
    • Dietrich Stapel: „Es war grau und es war üblich“.
    • Sturz: „erfindet die Daten“.
    • „Forscher gratulieren“.
    • „Drei [seiner] Doktoranden sind Ungereimtheiten […] aufgefallen“.

    [Quarks & Co., 2013-06-04]


  1. Gerade haben Biologen gezeigt3, dass die Verfügbarkeit der Rohdaten von alten Veröffentlichungen jedes Jahr um 17% fällt. Das heißt, schon nach 4 Jahren gibt es für die Hälfte der Veröffentlichungen keine Daten mehr. Die hier gezeigte Methode macht es sehr einfach sicherzustellen, dass alle für die Veröffentlichung notwendigen Daten mitveröffentlicht werden - und erzeugt automatisch eine Archivdatei dafür. 

  2. Leider ist die durch die politisch gesetzten Rahmenbedingungen erzwungene Konkurrenzsituation für reproduzierbare Veröffentlichungen hinderlich, denn wer seine Daten und Skripte veröffentlicht - eigentlich alle Programme, die er oder sie nutzte - verspielt die Möglichkeit, sich ein Monopol auf die Daten aufzubauen, das die nächsten Veröffentlichungen sichern könnte. Sobald die Daten draußen sind, können andere damit arbeiten - und nur die schnellsten können veröffentlichen (ja, das System ist dumm…). Zusätzlich stehen sauberer Veröffentlichung oft „IP“-Regeln entgegen - also der Wunsch der Uni, ihre Ergebnisse zu monopolisieren. Zum Glück gibt es mit Open Access inzwischen eine Bewegung gegen solche schädlichen Regelungen - aber der Kampf wird wohl noch lange andauern. Immerhin stehen hier Misstrauen, Gier und leider berechtigte Sorgen um die eigene Zukunft gegen wissenschaftliche Integrität. 

  3. The Availability of Research Data Declines Rapidly with Article Age - Zeitungsartikel dazu: The Vast Majority of Raw Data From Old Scientific Studies May Now Be Missing

Equal-Area Map Projections with Basemap and matplotlib/pylab

PDF (read as slides)

Org (reproduce)

Plotting global equal area maps with python, matplotlib/pylab and Basemap.

Table of Contents

Belege für den Einfluss des Menschen auf das Klima

Ich habe gerade in der Taz wieder viele Kommentare gelesen, in denen der Einfluss der Menschen auf das Klima bestritten wurde. Daher möchte ich hier einen der neueren, wenn auch weniger rigoros publizierten Belege nennen: Berkeley Earth.

Landtemperatur

Den Wissenschaftlern von Berkeley Earth waren die traditionellen Modelle zu unklar, und die Methoden zu wenig durchsichtig.

Der Kohlenstoffkreislauf | The carbon cycle (slides)

I did a 10 minute talk about the basics of the carbon cycle. Since I think that it worked out quite well, I’m publishing the slides here under the GPL (=licensed free and copyleft).

Ich habe einen 10 Minuten Vortrag zu den grundlegenden Mechanismen des Kohlenstoff­kreislaufs gehalten. Da er meiner Meinung nach gut geworden ist, veröffentliche ich ihn hier unter der GPL (=frei und copyleft lizensiert).
 

Carbon Cycle, a short overview
The carbon cycle, a short overview (pdf)

Dieser Text ist mir was wert:


If you want to use it, you can directly work on my source files:

Falls ihr ihn nutzen wollt, könnt ihr direkt meine Quelldateien verwenden:


Remember: GPL means: name previous authors, publish your source files and put what you create with it under the GPL, too.

Denk daran: GPL heißt: Nennt die Vorautoren, veröffentlicht eure Quellen und stell damit erstelltes auch unter die GPL.


  1. Die Bilder stammen aus Battle for Wesnoth 

Glückwunsch (für Physiker)

Wie Dinge hüpfen und sich neigen,
Was sie uns im Inn’ren zeigen,
was wir seh’n, wenn wir sie brechen,
und von Superschnellem sprechen,
und was gilt, wenn sie sind groß?
All das bist du jetzt erstmal los! ;)

Herzlichen Glückwunsch zur ex-Prüfung!

– Für Matthias geschrieben.

Meine Neo-Tastatur - Mit GNU, Plussy und Infinite Hands

Dank dem GNU Head redrawn und Neo-Tastatur.de habe ich eine Tastatur, die meine Begeisterung für freie Software zeigt: Mit GNU, Plussy und Infinite Hands. Außerdem enthält sie die für wissenschaftliches Schreiben praktischen mathematischen und griechischen Zeichen, die Neo bietet. Aber genug geschrieben: Geben wir der Tastatur das Rampenlicht, das sie verdient ;-)

Tastatur

Wir beobachten das Universum, daher muss es unserem Leben zuträglich sein

Es gibt immer mal wieder Leute, die sagen „unser Universum könnte gar nicht nur durch Zufall so entstanden sein. Es gibt so viele Möglichkeiten, wie es funktionieren könnte. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Gesetze so sind, dass wir darin leben können, ist so gering, dass es gar kein Zufall sein kann“.

Sie machen dabei einen ganz einfachen Fehler: Sie vergessen, dass wir dieses Universum beobachten, und dass daher die Wahrscheinlichkeit genau 1 ist, dass das beobachtete Universum auf Grundlagen aufbaut, die unser Leben ermöglichen.

Der Kern der Welt

Das Universum ward' mit Pep,
Ein Knall, ein Blitz, dann war's am Fleck.
Der Grund ist die Substanz der Welt,
Die Messen wir mit sehr viel Geld.
Spektrale Linien sagen's auch,
verschoben ist der Linienbauch.
Und im Hintergrund da strahlt es noch,
Die Wärme ist im Himmel hoch,
2,7 Kelvin, so warm,
Ist des Universums Arm.

Quarks, die sind sehr nah' am Grund,
Aus ihnen besteht das Himmelsrund,
Je drei davon sind im Proton,
Weiß man seit dreißig Jahren schon.
Und eins durch ein Trilliönchen nur,
An Größe zeigt die Kondensspur.

The truth is in there - Maxwell gives us the speed of light

- a Filk on "X as in Fox" by Cecilia Eng -

Once we believed in the speed of the light,
and experiments show that what we thought is right,
But we search our math for another sight,

'Cause we hope that the truth is in there.

When we measure the speed of something somehow,
we can only check against the distance, but now
we'll show that we get it from Maxwell', and wow!

We will know that the truth is in there!

First we take a sheet of charge at hand,

Extrem verdünnte Homöopathika und Quantenmechanik - Vorsicht mit unbelegten Aussagen!

-> geschrieben in heise.de. Kommentar zur Aussage:

> Extrem verdünnte homöopathische Medikamente sind UNMÖGLICH!

Solange du es nicht gemessen hast, gibt es eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass etwas drin ist.

  • Disclaimer: Ob es quantenmechanische Wirkungen in der Homöopathie gibt kann ich nicht sagen. *Darüber maße ich mir keine Aussage an, denn ich habe keine Experimente dazu gemacht.

Infinitesimalrechnung - einfach, kurz und qualitativ

Wir haben ein Problem, für das wir eine Näherung kennen, die aber nur für Abschnitte gilt, die klein gegenüber dem Gesamtproblem sind.1

Also teilen wir das Problem in unendlich viele, unendlich kleine Teile, die jeweils garantiert viel kleiner sind, als das Gesamtproblem. Auf die Art wissen wir, dass wir jeden einzelnen Teil linear nähern dürfen (da x² nun unendlich viel kleiner ist als x, verschwindet es völlig, also ist nur x wichtig, der lineare Teil des Problems).2


  1. z.B. eine, in der quadratische und höhere Terme ignoriert werden, wie wir es von linearen Näherungen kennen. 

  2. Sauber geht das mit dem Grenzwert

Vortrag zum FP Versuch Elektronik (E01)

Ich habe am 21.4.2009 mit Stephan Flock einen Seminarvortrag zum Elektronik-Versuch (E01) des Fortgeschrittenen-Praktikums der Uni Heidelberg gehalten.

Mein Teil war dabei die Theorie, und ich habe mich entschieden, im Theorieteil das dranzubringen, was im Praktikum wirklich wichtig war: Was haben wir?, Wie können wir das kombinieren? und Wie können wir das prüfen?, dazu noch eine Beispiel-Dimensionierung.

Fourier Liveblog

Das ist ein altes Datei-Blog, das ich geschrieben habe, bevor ich das Blog hier sinnvoll nutzen konnte.
Es handelt von dem Versuch zur Fouriertransformation des AP2 (Physikalisches Anfängerpraktikum 2) der Uni Heidelberg und wurde geschrieben, während ich in den letzten Stunden des Auswertens war...
Ich habe den Originaltext komplett mit Tippfehlern und allem übernommen (nur Zeilenumbrüche korrigiert), da ich denke, dass sie ein Teil des Fourier-Erlebnisses sind... ;)

Viel Spaß beim Lesen! :)

#Blog über Versuch 233:Fouriersynthese des Physikalischen Praktikums IIA der Uni-Heidelberg.

Jetzt komme ich endlich zum Bloggen.
Status:
- Bisheriger Aufwand: 8h Vorbereitung +3h Durchführung + 14,5h Aufgabe 1 + 6h Aufgabe 2 + 4h Mathematik von Aufgabe 3 mit wxMaxima umsetzen, alles in allem bisher 35 Stunden arbeit und immernoch eineinhalb Aufgaben vor mir.

Woher ich mir die Zeit nehme, dieses Blog zu schreiben?
es ist halb drei nachts, morgen muss die Auswertung fertig und abgegeben sein und ich warte auf die Plots von wxMaxima.

Waren das Zeiten, als Programme noch auf Lochkarten kamen. Damals dauerte es eine Nacht, bis das Programm durch war. Heute sind mir schon 5 min Wartezeit auf recht lange Funktionen zu viel.

Aber ich wollte erzählen, wie ich Fourier überlebt... ich meine natürlich, wie ich Fourier gelöst habe.

Inszenierte Festnahme?

Auf indymedia gibt es einen Film, der möglicherweise einen der Ausgangspunkte für die Gewalt in Rostock zeigt:

Rostock: Polizei inszeniert Festnahme.

Viel Spaß beim schauen...

Studier im Rhythmus

Ich habe jetzt, da ich dieses Lied geschrieben habe, gerade meinen zweiten Semester hinter mir, vier Vorlesungen, zuwenig Zeit, und ich konnte nicht so sorgfältig arbeiten und lernen, wie ich es von mir erwarte. Als ich dann glaubte, meine Physik-Prüfung versaut zu haben, entstand dieses Lied. Eine Woche später hatte ich die erste Migräne meines Lebens, also mach es anders als ich. Studier in deinem Rhythmus, nicht in dem, den jemand anders dir aufzwingen will.

Jeden Tag, den du nicht so lebst, wie du es richtig findest, verlierst du zwei Tage deines Lebens. Den einen Tag, den du Mist baust, und einen Zweiten, an dem du wieder lernen musst, richtig zu handeln.

Ich gehe ab jetzt in meinem Rhythmus, denn nur so kann ich das Studium so nutzen, dass es nicht nur mir, sondern auch der Gesellschaft maximal nutzt, denn als Wrack bin ich auch für meine Gesellschaft nutzlos, und für mich erst Recht, und für meine Freundin und meine Freunde.

PS: Vier Blätter pro Woche sind zu viel.

Ein sinnvoller Studienplan

Ich habe mein Studium mit dem festen Vorsatz begonnen, genau so viel zu machen, wie ich kann, und damit möglichst effizient zu studieren.

Und das hieß auch: Niemals mehr als 3 große Vorlesungen gleichzeitig hören.

Meine erste Migräne, viel Stress und einiges an verbogenen Nerven haben mir deutlich gezeigt, dass ich mich daran hätte halten sollen.

Also habe ich jetzt endlich einen realistischen Studienplan entworfen, nach dem ich mich hätte richten sollen, und der mit Bachlor zwar etwas veraltet sein mag, neuen Studierenden aber vielleicht trotzdem noch hilft.

Ich darf es veröffentlichen!

Hier gibt es nichts zu sehen.

Weitergehen, weitergehen

--- Ich habe das Skript für die nächste Zeit auf Eis gelegt. Ich brauche meine Zeit aktuell für andere Projekte. Ein Skript zu seiner Vorlesung findet ihr in der Bibliothek, Ph16 in der Uni Heidelberg. ---

Professor Wolschin hat mir die erlaubnis gegeben das Skript unter den freien Lizenzen zu veröffentlichen.

Ich werde es ihm noch einmal schicken, und sobald er es gelesen hat, stelle ich es hier online.

Das Skript geht weiter, Lizenzfragen

Hier gibt es nichts zu sehen.

Weitergehen, weitergehen

--- Ich habe das Skript für die nächste Zeit auf Eis gelegt. Ich brauche meine Zeit aktuell für andere Projekte. Ein Skript zu seiner Vorlesung findet ihr in der Bibliothek, Ph16 in der Uni Heidelberg. ---

Bibliothek, Ph16 in der Uni Heidelberg

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Statistik-Links

Hier gibt es nichts zu sehen.

Weitergehen, weitergehen

  • Skript der Statistikvorlesung von Prof. Dr. R. Dahlhaus: kap1-10.pdf

Skript für die Vorlesung Theoretische Physik 2: Elektrodynamik (Wolschin)

Hier gibt es nichts zu sehen.

Weitergehen, weitergehen

--- Ich habe das Skript für die nächste Zeit auf Eis gelegt. Ich brauche meine Zeit aktuell für andere Projekte. Ein Skript zu seiner Vorlesung findet ihr in der Bibliothek, Ph16 in der Uni Heidelberg. ---

Physik

Hier finden sich Skripte, Ideen und vieles andere aus meinem Physik Studium.

Aus meiner Doktorarbeit gibt es hier leider wenig, weil in dem KIT-Doktoranden-Vertrag explizite, strafbewehrte Geheimhaltungsklauseln stehen: Ich muss vor jeder Veröffentlichung von Sachen, die direkt Teil meiner Arbeit sind, eine Erlaubnis von der Monopol-Abteilung (IP) einholen. Deswegen gibt es v.a. technisches, in Freie Software und Free Software, das ich nur als Werkzeug nutze, das aber nicht Teil meiner eigentlichen Arbeit ist.

Update 2016: Die Endfassung meiner Doktorarbeit gibt es in der KIT-Bibliothek: Inverse modelling of carbon dioxide surface fluxes - estimating uncertainties due to model design and observational constraints - Arne Babenhauserheide - dank der in den letzten Jahren geänderten Veröffentlichungsrichtlinien unter Open Access Lizenz!

Dank Open Access kann ich allerdings darüber schreiben, sobald daraus eine wissenschaftliche Veröffentlichung hervorgeht. Daher bin ich den Leuten vom IMK-ASF sehr dankbar, dass hier fast nur in Open Access Journalen veröffentlicht wird.

Links: - Der Fingerhut - Faszinierendes für Kinder (und mich).

Links 2007:

Ein paar Lieder zu Physik u.ä. finden sich unter stichwort/filk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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